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    未來哪些科學技術將會對農業產生深遠的影響?

    發布時期:2020-2-16 22:08
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    未來哪些科學技術將會對農業產生深遠的影響?


    1、信息技術和數字科學

    首先信息技術和數字科學將成為農業領域的戰略性關鍵技術:

    信息技術和數字科學的進步為提升農業領域研究和知識應用提供了重要的突破機遇?,F在盡管我們已經收集了大量的糧食、農業、資源、商業等各類數據,但由于農業科技應用有限,網絡傳輸速度和敏捷性太低,數據處理能力不高,科學研究和生產實踐中的數據脫節等原因,很難廣泛使用已有的數據、知識和模型。

    隨著5G、物聯網、大數據、人工智能、機器學習、區塊鏈等技術的發展,將提供更快速地收集、分析、存儲、共享和集成異構數據的能力和高級分析方法。屆就是說,信息技術和數字科學的發展將會極大地提高對復雜問題的解決能力,將農業、資源、商業等相關領域的大量研究成果應用在生產實踐中,在動態變化條件下自動整合數據并進行實時建模,促進形成數據驅動的智慧管控農業。

    其中關鍵的技術是5G,只有5G普及后,農業物聯網才可以全面的部署,有了物聯網數據、衛星遙感數據,農產品消費數據等,才可以為人工智能,機器學習等提供數據基礎。才能實現真正的智慧農業,建立起農業生產的數字操作系統。


    其次傳感器技術將成為推動農業領域進步的底層驅動技術:

    當前傳感器技術已經廣泛應用在農業領域,但主要還集中在對單個特征如溫度、溫度等的測量上,如果要了解整個農業生產系統的運行機理,則需要連續監測多個特征的聯動能力。未來的傳感器技術不僅僅包括對物理環境、生物性狀的監測和整合,更包括運用材料科學及微電子、納米技術創造的新型納米和生物傳感器,對諸如水分子、病原體、微生物在跨越土壤、動植物、環境的循環運動過程進行監控。

    未來的傳感器所具備的快速檢測、連續監測、實時反饋能力,將為農業信息系統認知提供數據基礎,賦予人類農業生產過程中“防治未病”的能力,即在出現病癥前就能發現問題、解決問題。如果能在農業生產資源要素的利用環節即可精準發現和定量識別可能出現的風險,并能夠實時進行優化調整,將徹底改變農業生產利用方式。因此,未來的傳感器技術將也是決定農業發展的關鍵技術。


    2、生物和基因技術

    生物技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物,采用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業、醫藥以及環境修復治理中的技術。生物技術中的基因技術能改變、取代物種的基因。

    生物技術在農業中已有廣泛的應用:

    農作物方面,最初通過遺傳工程進入市場的作物是玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經遺傳改良后具有防蟲害的能力。 生物技術在畜牧業上應用也很多。

    首先,生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑,這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進角蛋白的形成)能獲得了經遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通綿羊產毛量能提高6%左右。

    其次生物技術在提高農作物產量、質量的同時,有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如,通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力;利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量,減少飼料作物中難消化的木質素含量等。比如一種轉基因三葉草,可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質,該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內,進而能提高產毛量。


    生物技術在生態和環境方面的作用:

    生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。有一種轉基因馬鈴薯能產生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水造成污染,從而有利于保護生態環境。 另外可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。特定的真菌能促進土壤養分的釋放,從而促進作物生長;有的真菌也能通過分解有機物質(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。

    未來為了提高土壤養分有效性,可以通過基因工程獲得轉基因細菌和真菌,增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。未來的轉基因作物還可使作物本身能夠自行固氮,減少或不使用化肥等肥料,從而減少對生態環境的破壞。

    未來,隨著人口的增長,農產品的需求將大量增加。毫無疑問,生物技術將在這場變革中將起到關鍵性的作用。


    3、可控核聚變技術

    可控核聚變一直都是人類夢寐以求的夢想,我國最近幾年已經取得了許多關鍵性的突破,估計再有20-30年有望實現。


    如果真的實現,電費會變的很少,甚至接近免費,成為像陽光、空氣一樣人人都能免費享受的資源。因為核聚變的原料,氘和氚,都是取之不盡,在我們地球的海洋中,大概有40萬億噸氘,理論上可以足夠人類使用幾百億年,所以核聚變一旦成功,產生的能源是用之不竭的。

    可控核聚變轉化為電力將對農業產生巨大的影響,農民可以建設大型的農作物生產工廠,在室內種植糧食,通過人工日光,24小時進行光合作用,大大提高種植效率,尤其北方地區以前一年只能種一季,現在在糧食工廠一年可以種6-8季,將極大的提高糧食產量。農產品和食物會變得更加便宜。農產品非富后就可以大量的進行畜牧業養殖,以后的吃肉問題也可以解決。

    另外對農業的影響就是水資源的利用,水資源匱乏一直是全球都面臨的難題,尤其我國西部地區,農業用水更是缺乏。但是有可控核聚變提供電力后,就可以進行海水淡化,海水淡化技術已經成熟,只是受能源價格影響,成本太高,只能“望洋興嘆”。核聚變成功后,這就不是事兒了??梢源罅康慕ㄔO海水淡化工廠,再也不會遭受干旱的痛苦,農業用水和生活用水都將得到極大的改善。


    4、航空航天技術

    現在航空和航天技術為農業提供著許多服務,如通過衛星提供的氣象服務,能過遙感衛星提供的病蟲害監測、土壤監測服務等,另外還有太空育種等其它許多服務。

    我國是世界上第3個掌握返回式衛星技術的國家。太空育種已成功培育出一批高產、優質、多抗的作物新品種、新品系及新種子。我國在航天誘變育種試驗研究和植物的細胞學、生理學、分子生物學的機理研究方面,已經進入世界先進行列。

    隨著科學技術和經濟的發展,人類的生存、生產活動從最初的陸地、海洋、大氣層進入地球軌道空間和外層空間,隨著可控核聚變的出現,人類將走出太陽系,并將開始適應、研究、認識、利用和開發太空環境,將來可能需要有人在太空中當農民,農業生產活動將進一步拓展到遙遠的太空。


    未來隨著科學技術的進步和發展,一些關鍵技術必將在農業中得到廣泛應用,未來農業科技將發生顯著變化。相信農業的未來會更加美好。

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